JP3161095B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインク滴を飛翔させ記録
紙等の媒体上にインク像を形成するインクジェット方式
の記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット記録装置として、
図７に示すように例えば特開平３ー１８７７６１号公報
に開示されている。

【０００３】記録ヘッド２０１は、複数のインク吐出口
２０２、２０２、…を備えた圧力室２０３、２０３、…
を有しており、リザーバ２０４と連通している。リザー
バ２０４はインク供給通路２０５とインク排出通路２０
６に連通しており、インクタンクと接続されている。イ
ンクタンクからポンプによってインク供給通路、リザー
バ、インク排出通路を通って再びインクタンクに戻る循
環経路が構成されている。このような構成をとることに
より、インク供給通路やリザーバ内に滞留した気泡をイ
ンクタンク内に排出することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】インクジェット記録装
置の場合、インク吐出口からのインクの吐出速度や吐出
量を極めて高精度に管理することが、印字品質上非常に
重要である。インクの吐出速度や吐出量を左右する因子
は非常に多いが、その中で圧力室内のインク圧力を使用
条件や環境下において安定的に制御することが最も重要
である。

【０００５】インク吐出口が多数配列さているインクジ
ェットヘッドとりわけ印字媒体の記録幅ほぼ全体に渡っ
てインク吐出口が配列されているいわゆるラインヘッド
型のインクジェットヘッドの場合には、リザーバの長さ
が長いため、印字のデューティが大きい場合には、この
中を流れるインクの圧力損失により、圧力室内のインク
圧力が低下してしまいインク吐出速度や吐出量が変化し
てしまうという課題を有していた。

【０００６】さらに、リザーバ内の気泡や異物をポンプ
の圧送により移動させるために所定の移動速度が必要で
あるが、リザーバ内のインクの流動による圧力損失を小
さくするためには所定の断面積を持たせることが必要と
なる。しかしながらインクの移動速度は流量が一定の場
合には断面積が大きいほど遅くなってしまい、所定の移
動速度を確保するためには、非常に大量のインクを流動
する必要があり、ポンプ等装置の大型化招いていた。

【０００７】また、インク蒸発やその他の原因によりイ
ンク中に発生した気泡またはごみ等の異物、粘度増加し
たインク等が圧力室内やその周辺に存在すると、インク
吐出状態に変化をきたし、さらには吐出不能な状態にな
ってしまう。通常これらの不具合は、インク吐出口近傍
から発生するものが最も多い。前述の従来例において
は、インクを循環させることでリザーバ内やインク供給
通路、インク排出通路内の気泡はインクタンクに排出す
ることが可能であるが、最も重要である圧力室内の気泡
やその他の異物を除去することができない。そのため、
圧力室内の気泡や異物を除去するために、空吐出を高頻
度で行う必要があり、インク消費量が多く、また排出さ
れたインクの処理を大型化する必要があるという課題を
有していた。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、圧力室内のイ
ンク圧力を安定的に制御し、かつリザーバ内の気泡や異
物を確実に除去するとともに、圧力室内の気泡や異物を
もインクを失う事なく除去することができる、信頼性が
高くランニングコストの安いインクジェット記録装置を
提供するこである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、インクを吐出するインク吐出口を備えた複
数の圧力室と、前記複数の圧力室にインク供給口を介し
て連通するリザーバを有し、前記圧力室内の圧力を高
め、インク吐出口からインクを吐出するインクジェット
記録装置において、前記リザーバは、その一端にインク
を貯溜するインクタンクと接続される第１のインク口
と、他端に第２のインク口とを有し、且つ前記第１のイ
ンク口から第２のインク口に向かって断面積が小さく形
成されており、前記第１のインク口から第２のインク口
に至るリザーバ内の最小となる断面積は、インクタンク
からインク口に至る少なくとも一方の流路の断面積より
も大きく、前記第１のインク口から第２のインク口に至
るリザーバ内のインピーダンスは、複数のインク供給口
からインク吐出口に至るインピーダンスの総和／インク
口の数よりも小さいことを特徴とする。また、本発明の
インクジェット記録装置は、インクを吐出するインク吐
出口を備えた複数の圧力室と、前記複数の圧力室にイン
ク供給口を介して連通するリザーバを有し、前記圧力室
内の圧力を高め、インク吐出口からインクを吐出するイ
ンクジェット記録装置において、前記圧力室は第１のイ
ンク供給口を介して第１のリザーバと、第２のインク供
給口を介して第２のリザーバと連通しており、前記第１
のリザーバはその一端にインクタンクと接続される第１
のインク口を、他端に第２のインク口を有し、前記第２
のリザーバは一端に第３のインク口を、他端に第４のイ
ンク口を有し、第１のリザーバの断面積は第１のインク
口から第２のインク口に向かって小さくなっており、第
２のリザーバの断面積は第３のインク口から第４のイン
ク口に向かって小さくなっていることを特徴とする。ま
た、前記第１のインク口から前記第２のインク口に向か
って、前記第３のインク口から前記第４のインク口に向
かってインクを流動する手段を有することを特徴とす
る。また、前記リザーバのどちらか一方または両方にあ
る複数のインク口は、前記第１のインク口または／およ
び前記第３のインク口の水平面に対する最も上部の位置
は、前記第２のインク口または／および前記第４のイン
ク口の水平面に対する最も上部の位置と同等以下である
ことを特徴とする。また、前記第１のインク口から第２
のインク口に至るリザーバ内のインピーダンスは、複数
のインク供給口からインク吐出口に至るインピーダンス
の総和／インク口の数よりも小さいことを特徴とするイ
ンクジェット記録装置。また、前記インク吐出口は記録
媒体の記録幅のほぼ全体に渡って配列されているライン
ヘッドであることを特徴とする。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例のインクジェ
ット記録装置の斜視図である。１は、インクジェットヘ
ッド（以下ヘッドという）である。ノズルプレート１９
には、ノズル２０、２０、２０…が１列状に列設されて
いる。ノズル２０の列の長さは、インク滴を付着させる
記録媒体の幅とほぼ同等である。図１は、説明を容易に
するためにノズルプレート１９をヘッド１から分解して
表している。圧力室１８、１８、１８…は、ノズル２０
に１対１に対向して列設されている。圧力室１８の一端
は、第１のインク供給口を介して第１のリザーバ２に連
通している。圧力室１８の他端は第２のインク供給口を
介して第２のリザーバ３に連通している。各圧力室１８
は、隔壁２６により隔てられている。第１のインク口４
は、第１のリザーバ２の一端に設けられている。図示さ
れていない第２のインク口は、第１のリザーバ２の他端
に設けられている。第３のインク口６は、第２のインク
口と対向した位置の第２のリザーバ３の一端に設けられ
ている。第４のインク口は、第２のリザーバの他端に第
１のインク口４と対向して設けられている。第１の供給
管８は第１の流路開閉制御弁１５を介して第４のインク
口とインクタンク２１を連結している。第２の供給管９
は３方弁１６を介して、１方は第３のインク口６と３方
弁１６とを、１方は３方弁１６とインクタンク２１と
を、１方は３方弁１６とサブタンク１４とを連結してい
る。第３の供給管１０は第１のインク口４とサブタンク
１４を連結している。第４の供給管１１は第２の流路開
閉制御弁１７を介して第２のインク口６とインクタンク
２１を連結している。第５の供給管２７はインクタンク
２１とサブタンク１４を連結している。第５の供給管２
７にはサブタンク１４に連通する途中にポンプ手段１２
と逆止弁１３が配置している。ポンプ手段１２と第１、
第２の流路開閉制御弁１５、１７と３方弁１６と逆止弁
１３は、インク２２を循環させる循環路を選択するため
の手段である。インクタンク２１には、インク２２がレ
ベル２３まで満たされている。第１、第２、第４、第５
の供給管８、９、１１、２７の端部は、インク２２の中
に埋没するようになっている。インクタンク２１には、
図示しないインク検出器が設置されている。インク２２
のレベル２３が端部近傍に達するとインク検出器が作動
してインクタンク２１へのインクの補充を要求する。第
１、第２、第３、第４、第５の供給管８、９、１０、１
１、２７は、例えばポリエチレンチューブ、ステンレス
パイプ等から構成されている。本実施例では、パイプ状
の第１、第２、第３、第４、第５の供給管８、９、１
０、１１、２７を使用しているが、インク２２の流路と
なる溝を形成した板状部材の上に板状部材を積層した構
造をとることもできる。

【００１１】図２は、本発明の第１の実施例の第１のイ
ンク口４と第４のインク口７におけるヘッド１の部分断
面図である。ヘッド１は、ノズルプレート１９とスペー
サ３２と隔離板３３とフレーム３４とベース３５の積層
構造となっている。本実施例では、ヘッド１を接着積層
することにより構成したが、締結してい積層することも
可能である。ノズルプレート１９は、ステンレスプレー
トやニッケルの電鋳から構成されている。ノズル２０
は、プレス加工や電鋳、エッチング等の加工により形成
される。本実施例のノズル２０は直径５０μｍ、長さ１
００μｍの円筒形を呈している。但し、ノズル２０の形
状は、所望するインク滴の飛行速度や体積により大きく
変化する。スペーサ３２は、隔離板３３とノズルプレー
ト１９との間隔を厳密に管理する為に用いられている。
スペーサ３２はステンレスをエッチング加工されたもの
から構成されている。その他感光性樹脂をノズルプレー
ト１９や隔離板３３にラミネートした後現像形成した
り、レーザー加工により形成することも可能である。ス
ペーサの厚みは、圧力室１８の間隔に相当する。隔離板
３３は、インク２２が振動子３１に接触するのを防止し
ている。フレーム３４は、振動子３１の挿入される貫通
穴４０と、第１、第２のリザーバ２、３を形成する凹部
を２ヶ所有している。第１、第２のリザーバ２、３は、
フレーム３４と隔離板３３とスペーサ３２とノズルプレ
ート１９により形成されている。ベース３５は、振動子
３１を挟持している。振動子３１は、ＰＺＴ等の圧電材
料から構成されている。ベース３５には、第１、第２の
供給管８、１０が連結している。接合部は、抜け防止の
為に固定材３６により固定されている。第１のリザーバ
２は第１のインク口４からフレーム３４の貫通穴３９と
ベース３５の貫通穴３７を経て供給管１０に連通してい
る。第２のリザーバ３は第４のインク口７からフレーム
３４の貫通穴４１とベース３５の貫通穴４２を経て供給
管８に連通している。次に、インク滴の吐出動作につい
て簡単に説明する。振動子３１は、図示しない回路基板
からの電気信号を図示しない電気配線を介して受けて伸
縮運動する。インク滴を吐出するためには、振動子３１
を伸縮する方向に変形させる。この変形により圧力室１
８の体積が増大、減少する。この減少する過程において
圧力室１８に存在していたインクは、第１、第２のリザ
ーバ２、３の方向とノズル２０の方向に押し出される。
この時ノズル２０の方向に押し出されたインクがインク
滴となり空気中を飛翔する。本実施例では、インク滴を
吐出させる為の駆動源としてＰＺＴからなる振動子を使
用している。他の駆動源として回路基板から供給された
電気エネルギーを熱エネルギーに変換し、その結果発生
した気泡の圧力によりインク滴を飛翔させるサーマルイ
ンクジェットを用いることも可能である。図３は、本実
施例に使用したチューブポンプの斜視図である。７１
は、固定台である。固定台７１は、動力源であるモータ
７６が、固定板７７と固定ねじ７８により固定されてい
る。モータ軸７５には、回転板７３が取り付けられてい
る。回転板７３は十字状の形態を呈している。回転板７
３の４つの端には、ローラ軸７４、７４、７４、７４を
介してローラ７２、７２、７２、７２が回転可能なよう
に固定されている。チューブ７９は、ローラ７２と固定
台７１の間に挟まれるように押圧されて設置されてい
る。モータ７６が回転することにより回転板７３が回転
する。回転板７３の回転に伴いローラ７２がチューブ７
９を押圧しながら転動する。この時チューブ７９の内部
のインクがローラ７２の転動方向に輸送される。

【００１２】図４は、本発明の本実施例のインクの供給
路のブロック図である。簡単のためヘッド１は、ノズル
プレート１９を外して圧力室１８と第１、第２のリザー
バ２、３のみを表している。以下、充填モード、供給モ
ード、回復モードの３つの動作モードについて説明す
る。

【００１３】（充填モード）ヘッド１にインクを初期充
填する工程について説明する。本実施例のインクジェッ
ト記録装置は、まず第１ステップとして図示しないキャ
ップでノズル２０を覆う。第２ステップとして以下２つ
の循環路が選択され、ポンプ手段１２を動作させインク
が充填される。第１の循環路は第１、第２の流路開閉制
御弁１５、１７を開放状態にし、３方弁１６により第２
の供給管９が第３のインク口６とサブタンク１４とを連
通するようにする。ポンプ手段１２を動作させることに
より、インクタンク２１の内部のインク２２はサブタン
ク１４を介して第１のリザーバ２と第２のリザーバ３へ
移送され、第１、第４の供給管８、１１を経て再びイン
クタンク２１に戻る経路である。第２の循環路は、第１
の流路開閉制御弁１５と第２の流路開閉制御弁１７を閉
鎖状態にし、３方弁１６により第２の供給管９が第３の
インク口６とインクタンク２１とを連通するようにす
る。ポンプ手段１２を動作させることにより、インクタ
ンク２１の内部のインク２２はサブタンク１４を介して
第１のリザーバ２の第１のインク口４へ移送され、列設
された圧力室１８を経てインクタンク２１に戻る経路で
ある。本実施例のヘッドは、以上の手順で循環路を選択
され、最後に再び第１の循環路がインク２２で充填さ
れ、ヘッド１の内部に残留する気泡は、インクタンク２
１に送り出される。この時ノズル２０は、キャップで覆
われているため、インク２２がノズル２０から漏れ出す
ことはない。従って、本実施例のインクジェット記録装
置は、初期充填持にノズル２０からインク２２を失わな
いという特徴を有している。第３ステップとして、ヘッ
ド１がインク２２で満たされたと判断される所定時間経
過後にポンプ１２の動作を停止させ、キャップをノズル
プレート１９から外し、ノズルプレート１９の表面に残
留したインク２２を図示しないゴムブレードでクリーニ
ングする。

【００１４】（供給モード）インク滴を吐出する場合の
インク２２の供給動作について説明する。この時第１、
第２の流路開閉制御弁１５、１７を開放状態にし、３方
弁１６により第２の供給管９を第３のインク口６とイン
クタンク２１とを連通する。インク滴を吐出する場合、
インクタンク２１から第１、第２、第３、第４の供給管
８、９、１０、１１、第１、第２のリザーバ２、３、圧
力室１８に至る経路は完全にインク２２で満たされてい
て気泡等が存在していない状態である。この場合インク
２２は、第１、第２、第３、第４の供給管８、９、１
０、１１の４方からヘッド１に供給される。ここでポン
プ手段１２はチューブポンプであり、動作を停止してい
る状態ではインク２２を流すことはできない構成である
ため、本実施例のインクジェット記録装置は、ポンプ手
段１２に並列に逆止弁１３を配設している構造である。
逆止弁１３は、インクタンク２１からヘッド１の方向へ
インク２２を流す機能を有する。逆に逆止弁１３は、ヘ
ッド１からインクタンク２１の方向へインク２２を流さ
ない機能を有する。また、チューブポンプのローラ７２
をチューブ７９から離接する機構を設けることも可能で
ある。この場合、逆止弁１３を用いなくても、ローラ７
２をチューブ７９から離すことにより供給モードが実現
できる。

【００１５】（回復モード）ノズル２０の目詰まりを復
帰させる工程を説明する。第１、第２の流路開閉制御弁
１５、１７を閉鎖状態にし、３方弁１６により第２の供
給管９をインク口６とサブタンク１４を連通させる。イ
ンクタンク２１の内部のインク２２はポンプ手段１２を
介して第１のリザーバ２の第１のインク口４と第２のリ
ザーバ３の第３のインク口６へ移送される。この場合ヘ
ッド１の内部のインク２２の圧力は大気圧に対して正圧
になる。また、ノズル２０にはキャップが施されていな
い。そのため、インク２２が目詰まりを起こしていない
ノズル２０から勢いよく噴出する。その結果、本実施例
のインクジェット記録装置は、加圧動作を所定時間継続
することにより任意の目詰まりノズル２０を復帰させる
ことが可能な構造である。

【００１６】次に各部の断面形状及びインピーダンスに
ついて説明する。第１のリザーバ２と第２のリザーバ３
の断面は、ほぼ同等に形成されている。そして、第１の
インク口から第２のインクに向けて、第３のインク口か
ら第４のインク口に向けてのリザーバ２、３の断面積が
連続的に減少するように形成されている。第１のリザー
バ２の第２のインク口５からインクタンク２２に至る経
路、および第２のリザーバ３の第４のインク口７からイ
ンクタンク２２に至る経路の断面積は、リザーバの断面
積の最小となる部分よりも小さく形成されている。

【００１７】ポンプ手段１２はチューブポンプで構成さ
れており、ポンプ手段１２にかかる負荷に対して十分余
裕のあるように設計されている。そのため、流路の粘性
による圧力損失にかかわらずほぼ一定量のインクを吐き
出すことが可能である。各部の流路の各断面を通るイン
クの質量流量は等しい。また、インクはほぼ非圧縮性流
体と見なせるため、各部の断面積と平均流速はとの積は
一定である。

【００１８】一方、流路内の気泡や沈澱物等の異物の移
動しやすさは、インクの流速と相関があり、流速が速い
ほど気泡や異物が移動しやすいことが実験的に確認され
ている。

【００１９】第１、第２の流路開閉制御弁１５、１７を
開き、３方弁１６により第２の供給管９を第３のインク
口６とサブタンク１４とを連通させ、ポンプ１２を動作
させる循環モードの場合、本実施例のように断面を形成
した流路構成であると、第１のインク口４および第３の
インク口６付近のインク流速は遅く、第２のインク口５
および第４のインク口７付近に近ずくにつれて流速が速
くなる。さらに、第２のインク口５からインクタンク２
１に至る供給管１１、および第４のインク口７からイン
クタンク２２に至る供給管８のインク流速は、リザーバ
内のインク流速に比べて速くなっている。気泡や沈澱物
等の異物は流路中の接続部や屈曲部、断面形状の異なっ
ている部分等には滞留しやすい。本発明によればインク
口５、７に向かってインクの流速が速くなっているた
め、ポンプ手段１２による吐き出し量を的切な量に制御
することで、リザーバ内の異物は完全にインク口５、７
に移動させることができる。インク口５、７に移動した
異物は、供給管８、１１に侵入するが、供給管内の流速
はさらに速くなっているため、異物を確実にインクタン
ク２１に移動させることができる。

【００２０】循環モードにおいては、ポンプ手段１２に
より強制的にインクが移動するが、供給モードにおいて
はインクは毛細管力により供給される。この時のインク
が移動するための力はポンプ手段１２による力よりも小
さい。そのため、インク流路の流路抵抗はインクの移動
に対して無視できなくなる。すなわち、同時に駆動され
るノズルの数に依存してリザーバとインク供給口との接
続点のインク圧を変動させてしまう。この結果、同時駆
動されるノズルの数の多少によってノズルから吐出され
るインク滴形成状態、例えばインク滴の速度や量に変動
を来すことになる。このような問題点は、リザーバ内の
インピーダンスが各インク供給口から各ノズルに至るイ
ンピーダンスの総和よりも小さくすることで解決でき
る。

【００２１】いま、駆動信号によってインク室内のイン
クに圧力変動が生じインク室の体積が膨張すると、ノズ
ル２０に形成されていたインクのメニスカスがインク室
内に引き込まれると同時に、リザーバからインク供給口
を介してインク室内にインクが流入する。このとき１ノ
ズルあたりのインク供給口を介してインク室内に流入す
る体積速度Ｕs（ｍ³ ／Ｓ）とすると、複数のノズルが
同時に吐出するように駆動信号が印加されると、本実施
例においてはインクタンクと接続されているインク口が
４カ所形成されているため、リザーバ内の体積速度Ｕr
が最大となるインク口付近では Ｕr≒Ｕs×ｎ／４ で表される。ただしｎはノズル数である。

【００２２】この流れによるリザーバでの圧力降下ΔＰ
rは、リザーバのインピーダンスをＺrとすると、 ΔＰr＝Ｚr・Ｕr≒Ｚr×Ｕs×ｎ／４ で表される。

【００２３】上式からも明かなように、リザーバの圧力
降下ΔＰrは、駆動させるノズルの数ｎに直接左右さ
れ、従って駆動されるノズルの数により影響を受けて、
インク吐出状態が変動することになる。

【００２４】一方インク供給口からノズル２０に至るイ
ンピーダンスをＺsとすると、インク供給口からノズル
に至る圧力降下ΔＰsは ΔＰs＝Ｚs・Ｕs で表される。

【００２５】駆動されるノズルの数によってインク吐出
状態が変動してしまう問題を回避するためには、インク
供給口からノズルに至る圧力降下ΔＰsがリザーバの圧
力降下ΔＰrよりも大きくすることで、実質的に印字品
質上問題ないことが実験的に判明した。

【００２６】すなわち、全ノズル数をＮとすると、 Ｚr×Ｕs×Ｎ／４≦Ｚs・Ｕs となり、 Ｚr≦Ｚs×４／Ｎ を満足するように、リザーバのインピーダンスＺrとイ
ンク供給口からノズルに至るインピーダンスＺsを適正
に構成することによって、インク圧変動の影響を抑制す
ることができる。

【００２７】このような条件を満たすためには、リザー
バのインピーダンスＺrを小さく、かつインク供給口か
らノズルに至るインピーダンスＺsを大きくとればよい
ことになる。インピーダンスは流路の断面形状やヘッド
の構成部材の弾性、インクの密度、粘性等さまざまな要
因に支配されるが、この中で特に大きく左右する要因は
流路の断面積である。リザーバのインピーダンスＺrを
小さくするためには、リザーバの断面積を大きくするこ
とが最も有効である。

【００２８】しかしながら前述したように循環モードに
おいて、リザーバの断面積を大きくすると気泡や沈澱物
等の異物が移動しにくくなる。ポンプ手段１２の吐き出
し量を大きくすることである程度解決できるが、インク
供給管との接続部であるインク口付近に滞留する気泡等
の異物は移動させることが非常に困難であるが、本発明
のようにインク口に向かってリザーバの断面積を小さく
していくことで印字品質に影響の無い程度のリザーバ断
面積を確保しながら異物の除去が可能な構成をとること
が可能となる。また、本実施例において第１のリザーバ
２と第２のリザーバ３は、ほぼ対称形に構成されてい
る。そのため、印字時の供給モードにおいては、４つの
インク口４、５、６、７から各圧力室１８、１８、１８
…までのインピーダンスはほぼ等しくなるようになって
いる。このことから、各ノズルのインク滴吐出状態を均
一にすることができ、印字品質の優れたインクジェット
記録装置を実現することができる。また、第２のリザー
バ３に形成されている第３のインク口６の水平面に対す
る最も上部の位置は、第４のインク口の水平面に対する
最も上部の位置よりも低くなるように設定されている。
インク中に浮遊する気泡は浮力の影響で水平面に対して
上部に移動していく。第２のリザーバ内に浮遊する気泡
は第２のリザーバの上壁部分に滞留しやすい。しかしな
がら第２のリザーバの上壁は第３のインク口６から第４
のインク口７に向かって水平面に対してほぼ水平あるい
は上側傾斜しているため、上壁付近に滞留した気泡はさ
らに容易にインクタンクに移動させることができる。

【００２９】また、図５に示すように第１のリザーバ５
２、第２のリザーバ５３ともに、第１のインク口５４か
ら第２のインク口５５に向かって、第３のリザーバ５６
から第４のリザーバ５７に向かって、リザーバの上壁が
水平面に対して上部に傾斜しているように構成すること
も効果的である。なお、図中６８は圧力室であり、イン
クタンクやその他のインク供給経路は省略してある。

【００３０】第１の実施例においては圧力室が２カ所の
インク供給部を有し、２つのリザーバと連通するように
構成されているが、図６は圧力室が１つのリザーバと連
通している第２の実施例のインクの供給路のブロック図
を示す。本実施例において、ヘッド１０１は複数の圧力
室１１８、１１８、１１８…列設されている。圧力室１
１８、１１８、１１８…にはそれぞれ図示されていない
ノズルが配置されている。隣接する圧力室１１８間は隔
壁１２６、１２６、１２６…により仕切られている。各
圧力室１１８、１１８、１１８…は共通のリザーバ１０
２と連通している。リザーバ１０２の一端には第１のイ
ンク口１０４が、他端には第２のインク口１０５が配置
されている。第１のインク口１０４には第１の供給管１
０８が接続されており、ポンプ手段１１２を介してイン
クタンク１２１内のインク１２２に連通されている。第
２のインク口１０５には第２の供給管１０９が接続され
ており、インクタンク１２１内のインク１２２に連通さ
れている。ポンプ手段１１２は図３に示すようなチュー
ブポンプを用いているが、ピストンポンプやギアポンプ
等を用いても、本発明は全く同様な効果を有する。

【００３１】次にインクの供給について説明する。本実
施例のインクジェット記録装置は以下の３つのモードに
より、インクが供給される。

【００３２】（インク充填モード）２つの供給路路が選
択され、ポンプ手段１１２を動作させインクが充填され
る。第１の供給路は、図示していないノズルを図示して
いないキャップで覆う。そしてポンプ手段１１２を動作
させ図中矢印方向にインクを移送させる。インクタンク
１２１内のインク１２２は供給管１０８を通って第１の
インク口１０４に移送され、リザーバ１０２、第２のイ
ンク口１０５、第２の供給管１０９を経て、再びインク
タンク１２１に戻る経路で循環される。供給管やリザー
バ内の気泡や沈澱物等の異物はインクタンク１２１に移
動される。所定時間経過後、第２の供給路が選択され
る。第２の供給路は図示していないキャップを外すこと
により実施される。ポンプ手段１１２を動作させながら
キャップを徐々に解放していくと、インクは第２の供給
管１０９を通ってインクタンク１２１に戻るとともに、
徐々に圧力室１１８にインクが供給され、ノズルを通っ
てヘッド外に放出される。圧力室１１８内の気泡やその
他の異物はインクとともにヘッド外に放出される。放出
されたインクは図示していない廃インク受けに回収され
る。所定時間経過後ポンプ手段１１２を停止し、充填モ
ードが完了する。

【００３３】（インク供給モード）供給モードはポンプ
手段を停止した状態である。ノズルから印字に使用され
たインク分は毛細管力によりインクタンク１２１から供
給管１０８、１０９、リザーバ１０２を通って圧力室１
１８に供給される。ポンプ手段１１２は停止時にはイン
クが通過することができないが、逆止弁１１３は図中矢
印方向にインクが通過できるため、インクを圧力室に供
給することができる。

【００３４】（インク排出モード）排出モードは、キャ
ップを解放した状態でポンプ手段１１２を動作させ実施
される。インク１２２は第１の供給管１０８、第１のイ
ンク口１０４を通ってリザーバ１０２に至る。そして第
２のインク口１０５を通ってインクタンク１２１に戻る
経路と、圧力室１１８を通ってノズルからヘッド外に放
出する経路を通る。目詰まりの発生したノズルや、圧力
室１１８内の気泡やその他の異物はヘッド外にインクと
ともに排出される。

【００３５】リザーバの断面積は、第１のインク口１０
４から第２のインク口１０５に向かって徐々に縮小して
いくように形成されている。このことより、前述したよ
うにリザーバ１０２内に存在する気泡やその他の異物は
容易にインクタンク１２１に移動させりことができる。
さらに、第１のインク口１０４の水平面に対して最も上
部の位置は第２のインク口１０５の水平面に対して最も
上部の位置と同等になるように形成されているため、よ
り効果的にリザーバ１０２内の気泡をインクタンク１２
１に移動させることができる。

【００３６】以上実施例中には、リザーバとインクタン
クとを連通するインク口な数は、１本のリザーバに対し
て２個に限定されるわけではなく、３個以上複数あるよ
うに構成しても全く同様な効果を得ることができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録装置は、イ
ンクを吐出するインク吐出口を備えた複数の圧力室と、
前記複数の圧力室にインク供給口を介して連通するリザ
ーバを有し、前記圧力室内の圧力を高め、インク吐出口
からインクを吐出するインクジェット記録装置におい
て、前記リザーバは、その一端にインクを貯溜するイン
クタンクと接続される第１のインク口と、他端に第２の
インク口とを有し、且つ前記第１のインク口から第２の
インク口に向かって断面積が小さく形成されており、前
記第１のインク口から第２のインク口に至るリザーバ内
の最小となる断面積は、インクタンクからインク口に至
る少なくとも一方の流路の断面積よりも大きく、前記第
１のインク口から第２のインク口に至るリザーバ内のイ
ンピーダンスは、複数のインク供給口からインク吐出口
に至るインピーダンスの総和／インク口の数よりも小さ
いことにより、第１のインク口から第２のインク口に向
かってインクを移送させることで、リザーバ内に混入し
た気泡や沈殿物などの異物を確実に第２のインク口へ移
動させることができる。また、第１のインク口から第２
のインク口に至るリザーバ内のインピーダンスが、複数
のインク供給口からインク吐出口に至るインピーダンス
の総和／インク口の数よりも小さいことにより、インク
を吐出するノズルの数によらず常に安定したインク吐出
状態を維持することができ、印字品質の優れたインクジ
ェット記録装置を得ることができる。また、本発明のイ
ンクジェット記録装置は、インクを吐出するインク吐出
口を備えた複数の圧力室と、前記複数の圧力室にインク
供給口を介して連通するリザーバを有し、前記圧力室内
の圧力を高め、インク吐出口からインクを吐出するイン
クジェット記録装置において、前記圧力室は第１のイン
ク供給口を介して第１のリザーバと、第２のインク供給
口を介して第２のリザーバと連通しており、前記第１の
リザーバはその一端にインクタンクと接続される第１の
インク口を、他端に第２のインク口を有し、前記第２の
リザーバは一端に第３のインク口を、他端に第４のイン
ク口を有し、第１のリザーバの断面積は第１のインク口
から第２のインク口に向かって小さくなっており、第２
のリザーバの断面積は第３のインク口から第４のインク
口に向かって小さくなっていることにより、第１のイン
ク口から第２のインク口及び、第３のインク口から第４
のインク口に向かってインクを移送させることで、リザ
ーバ内に混入した気泡や沈殿物などの異物を確実に第２
のインク口及び第４のインク口へ移動させることができ
るという効果を有する。さらには印字時の供給モードに
おいては、４つのインク口から各圧力室までのインピー
ダンスほぼ等しくすることができ、各ノズルのインク滴
吐出状態を均一にすることができ、印字品質の優れたイ
ンクジェット記録装置を実現することができる。また、
係るインクジェット記録装置において、第１のインク口
から第２のインク口に向かって、第３のインク口から第
４のインク口に向かってインクを流動する手段を有する
ことにより、気泡や沈殿物などの異物を確実に第２のイ
ンク口及び第４のインク口からリザーバ外へ排出し、イ
ンクタンクへ移動させることができるという効果を有す
る。また、係るインクジェット記録装置において、リザ
ーバのどちらか一方または両方にある複数のインク口
は、第１のインク口または／および第３のインク口の水
平面に対する最も上部の位置は、第２のインク口または
／および第４のインク口の水平面に対する最も上部の位
置と同等以下であることにより、リザーバ内に混入した
気泡の浮力を利用して第２のインク口及び第４のインク
口へ移動させるというさらなる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のインクジェット記録装
置の斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施例のインクジェット記録装
置のヘッド構成を説明するための部分断面図である。

【図３】本発明のインクジェット記録装置の１実施例の
ポンプの構成を説明するための斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施例のインクジェット記録装
置のインクの供給路のブロック図である。

【図５】本発明の第１の実施例のインクジェット記録装
置のリザーバの他の構成例を示す模式図である。

【図６】本発明の第２の実施例のインクジェット記録装
置のインクの供給路のブロック図である。

【図７】従来のインクジェット記録装置のインクの供給
路の構成を説明する図である。

【符号の説明】

１ インクジェットヘッド ２ 第１のリザーバ ３ 第２のリザーバ ４ 第１のインク口 ５ 第２のインク口 ６ 第３のインク口 ７ 第４のインク口 １２ ポンプ手段 １８ 圧力室 ２０ ノズル ２１ インクタンク

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するインク吐出口を備えた
   複数の圧力室と、前記複数の圧力室にインク供給口を介
   して連通するリザーバを有し、前記圧力室内の圧力を高
   め、インク吐出口からインクを吐出するインクジェット
   記録装置において、 前記リザーバは、その一端にインクを貯溜するインクタ
   ンクと接続される第１のインク口と、他端に第２のイン
   ク口とを有し、且つ前記第１のインク口から第２のイン
   ク口に向かって断面積が小さく形成されており、 前記第１のインク口から第２のインク口に至るリザーバ
   内の最小となる断面積は、インクタンクからインク口に
   至る少なくとも一方の流路の断面積よりも大きく、前記
   第１のインク口から第２のインク口に至るリザーバ内の
   インピーダンスは、複数のインク供給口からインク吐出
   口に至るインピーダンスの総和／インク口の数よりも小
   さいことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 インクを吐出するインク吐出口を備えた
   複数の圧力室と、前記複数の圧力室にインク供給口を介
   して連通するリザーバを有し、前記圧力室内の圧力を高
   め、インク吐出口からインクを吐出するインクジェット
   記録装置において、 前記圧力室は第１のインク供給口を介して第１のリザー
   バと、第２のインク供給口を介して第２のリザーバと連
   通しており、前記第１のリザーバはその一端にインクタ
   ンクと接続される第１のインク口を、他端に第２のイン
   ク口を有し、前記第２のリザーバは一端に第３のインク
   口を、他端に第４のインク口を有し、第１のリザーバの
   断面積は第１のインク口から第２のインク口に向かって
   小さくなっており、第２のリザーバの断面積は第３のイ
   ンク口から第４のインク口に向かって小さくなっている
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記第１のインク口から前記第２のイン
   ク口に向かって、前記第３のインク口から前記第４のイ
   ンク口に向かってインクを流動する手段を有することを
   特徴とする請求項２記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記リザーバのどちらか一方または両方
   にある複数のインク口は、前記第１のインク口または／
   および前記第３のインク口の水平面に対する最も上部の
   位置は、前記第２のインク口または／および前記第４の
   インク口の水平面に対する最も上部の位置と同等以下で
   あることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記
   録装置。
5. 【請求項５】 前記第１のインク口から第２のインク口
   に至るリザーバ内のインピーダンスは、複数のインク供
   給口からインク吐出口に至るインピーダンスの総和／イ
   ンク口の数よりも小さいことを特徴とする請求項２記載
   のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記インク吐出口は記録媒体の記録幅の
   ほぼ全体に渡って配列されているラインヘッドであるこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２記載のインクジ
   ェット記録装置。